Echtzeitdaten für
die Prozessoptimierung

Automatisierung, Digitalisierung und vernetzte Prozesse gehören in vielen Bereichen der industriellen Produktion schon zum Alltag. Durch die Leistungssprünge, die Hard- und Software für die Erhebung und Analyse von Live-Daten gemacht haben, ergeben sich neue Möglichkeiten, Prozesse zu optimieren. Auf der Echtzeitanalyse eingehender Maschinendaten basiert zum Beispiel das Software-Tool Comara iCut von Walter.

Adaptive Vorschubregelung

„Unsere Softwareschmiede Comara hat mit der adaptiven Vorschubregelung iCut nicht das Fräsen oder Drehen neu erfunden, sondern sie hat sich auf eine sehr konkrete Problemstellung fokussiert“, Florian Böpple, Digital-Manufacturing-Manager bei Walter. „Wie können wir, ohne massive Eingriffe in den bestehenden Prozess oder aufwendige Programmierung, das Optimum aus einer Maschine herausholen? Das Ergebnis ist unsere iCut-Software, mit der sich die Bearbeitungszeit für das Fräsen pro Werkstück reduzieren lässt.“

Die Software wird in das vorhandene Steuerungsprogramm integriert und übernimmt die Daten für den Bearbeitungsprozess. Im ersten Schnitt lernt sie die Leerlaufleistung der Spindel und die maximale Zerspanleistung pro Schnitt. Ab dann misst sie die Spindelleistung bis zu 500 Mal pro Sekunde und passt den Vorschub automatisch an. So fährt die Maschine, wenn möglich, den maximalen Vorschub, den iCut je Werkzeug gelernt hat.

Ändern sich die Schnittbedingungen, zum Beispiel durch unterschiedliche Fräserumschlingungen und Spantiefen, Aufmaßschwankungen oder durch Verschleißerscheinungen am Werkzeug, passt sie Geschwindigkeit und Leistung in Echtzeit an. Mit positivem Effekt – nicht nur auf die Bearbeitungszeit eines Werkstücks. Durch das optimierte Fräsverhalten erhöht sich auch die Prozesssicherheit. Auf die Spindel wirken die Kräfte konstanter, was ihre Lebensdauer erhöht. Droht das Werkzeug zu brechen, reduziert iCut sofort den Vorschub oder stoppt die Aktion ganz. „Wir haben bei Kunden erstaunliche Effizienzsteigerungen erreicht“, berichtet Böpple. „Passt die Bearbeitung, sind um die zehn Prozent Reduktion bei der Bearbeitungszeit immer drin. Wir haben auch schon das Doppelte geschafft. Bei hoher Stückzahl wird einiges an Maschinenkapazität frei.“ Die Software arbeitet auch bei Einsatz anderer Werkzeuge – nur die Systemvoraussetzungen der Maschine müssen gegeben sein.

Transparente Maschinendaten

Haben sich die Softwarespezialisten bei iCut auf die Optimierung eines ganz bestimmten, eng definierten Prozesses konzentriert, wurde die Comara appCom Softwareplattform entwickelt, um die komplette Datenmenge, die eine Maschine während der Bearbeitungsprozesse erzeugt, für die Prozessoptimierung nutzbar zu machen – so einfach und übersichtlich wie möglich. appCom besteht aus zwei Komponenten, einem PC, der in die Maschinen eingebaut und in die Steuerung integriert wird, sowie der Software, die Daten analysiert und visualisiert. Walter nutzt dafür das App-Prinzip: In der Grundausstattung verfügt die App bereits über 13 Anwendungen, mit denen sich die wichtigsten Parameter für eine Optimierung der Prozesse erheben und beobachten lassen. Dazu gehören der Status der beobachteten Maschinen, Produktivität, Zuständigkeiten sowie die Laufzeitstabilität der gefahrenen Programme. Alle wichtigen Kennzahlen, Reports und Monitoringdaten werden optisch übersichtlich und einfach verständlich aufbereitet.

Zugriffsrechte individuell zuweisen

Wer diese Daten zu Gesicht bekommen darf, lässt sich individuell zuweisen. So sieht der Maschinenführer nur die Daten und Reports, die für ihn relevant sind. Produktions- und planungsverantwortliche Manager können alle Möglichkeiten des Monitorings nutzen. Zusätzlich zu den Standard-Apps können auch unternehmensspezifische Applikationen programmiert und angezeigt werden.

Dargestellt werden die Apps in einem webbasierenden Interface, auf das über stationäre PCs wie auch mit gängigen mobilen Endgeräten zugegriffen werden kann. Sowohl aktuelle Probleme und kritische Prozesse lassen sich identifizieren als auch die gesamten Produktionsprozesse analysieren, die auf einer Maschine laufen. Parameter sind beispielsweise Effizienz, Kosten pro Werkzeug oder pro Werkstück sowie Prozesssicherheit. Für die Optimierung und Planung der Produktion lassen sich Live-Daten nutzen, die nicht manuell aus unterschiedlichen Monitoring-Programmen, Datenformaten und Datenquellen zusammengeführt werden müssen.

appCom lässt sich mit ERP-Systemen verbinden. Die so eingespielten Daten werden von der App aufbereitet und mit den Maschinendaten verbunden. Ein weiterer Vorteil: Die App arbeitet cloud-frei. Unternehmenskritische Daten liegen auf dem PC und den unternehmenseigenen Servern – und nicht in der Cloud.

Das Potenzial, das sich für Zerspanungsbetriebe mit Monitoring- und Analyse-Tools ergibt, ist offensichtlich. Konkrete Zahlen lassen sich nur schwer angeben, wie Böpple erklärt: „Was sich an Effizienz- und Einsparungspotenzial aus dem Einsatz einer Monitoring- und Analyse-Softwareplattform ergibt, hängt von unterschiedlichen Faktoren ab. Wichtig ist der Automatisierungs- und Digitalisierungsgrad der Produktionsprozesse und auch, wie problemkritisch die Bearbeitung selbst ist. Beispielzahlen sind wenig aussagekräftig, aber wir können sagen, dass Kunden, die appCom nutzen, die Produktivität und Prozesssicherheit pro Maschine deutlich wahrnehmbar steigern.“